[发明专利]一种适用于脉冲功率电流纹波抑制的有源滤波器

说明书

本发明提供了一种适用于脉冲功率电流纹波抑制的有源滤波器，其中包括无源滤波器、脉冲功率变换器、双向功率变换器及有源滤波储能电容。其中无源滤波器由电感和电容组成，脉冲功率变换器包括一个开关管、一个二极管、一个电感和一个电容，双向功率变换器包括两个开关管和一个电感，有源滤波储能电容则由电容组成。通过控制脉冲功率变换器及双向功率变换器的工作方式以实现对脉冲功率电流纹波的有效抑制。该有源滤波器结构简单，设计调节灵活，具有较强的实用性。

技术领域

本发明属于有源滤波技术领域，尤其涉及一种实现脉冲功率电流纹波抑制的有源滤波。

背景技术

传统无源滤波器的输入滤波方式为达到所规定的输入电流脉动范围，所需输入滤波器参数过大，会导致变换器整体效率下降、动态响应变差等严重问题。因此，综合体积、质量、成本及电性指标等各方面因素，应采用基于双向功率变换器的有源滤波器的方案。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明提出了一种适用于脉冲功率电流纹波抑制的有源滤波器，通过控制脉冲功率变换器及双向功率变换器的工作方式以实现对脉冲功率电流纹波的有效抑制。

本发明通过以下技术方案实现：

一种适用于脉冲功率电流纹波抑制的有源滤波器，其包括无源滤波器、脉冲功率变换器、双向功率变换器及有源滤波储能电容；所述有源滤波器通过控制脉冲功率变换器及双向功率变换器的工作方式以实现对脉冲功率电流纹波的有效抑制。

作为本发明的进一步改进，所述无源滤波器为LC滤波器，包括电感L_A及电容C_A，其中，电感L_A的一端连输入端，L_A的另一端连接电容C_A的一端，C_A的另一端接地。

作为本发明的进一步改进，开关管是高频开关器件，优选MOSFET管。

作为本发明的进一步改进，所述脉冲功率变换器由开关管S_A、二极管D、电感L_B及电容C_B组成；其中，S_A的漏极与L_A的另一端相连，S_A的源极与二极管D的负极相连，二极管的D的正极接地，L_B的一端与二极管D的负极相连，L_B的另一端连接电容C_B的一端，C_B的另一端接地。

作为本发明的进一步改进，所述双向功率变换器由开关管S_B、S_C以及电感L_C组成，有源滤波储能电容为C_C。其中，S_B的漏极与L_A的另一端相连，S_B的源极与S_C的漏极相连，S_C的源极接地，L_C的一端与S_C的漏极相连，L_C的另一端连接C_C的一端，C_A的另一端接地。

当脉冲负载到来时，脉冲功率变换器第一时间将储存在无源滤波器电容上的能量传输至负载端，此时电容电压的跌落触发双向功率变换器的工作，通过双向变换器将有源滤波储能电容上的能量迅速补充至无源滤波器的电容上以避免由脉冲负载带来的电压跌落；当脉冲负载结束时，由于输出电流近乎为零，输入无源滤波器电感上的续流电流会引起无源滤波器的电容电压升高，此时双向功率变换器可将电感续流能量回充至有源滤波储能电容上，在维持变换器总输入电流脉动较低的同时保证有源滤波储能电容具有提供下一周期脉冲功率的能量。

本发明的有源滤波方式对于脉冲型功率的电流纹波抑制，具有十分重要的意义。该有源滤波器结构简单，设计调节灵活，具有较强的实用性。

附图说明